Het wordt beschouwd als een van de weinige metalen elementen ter wereld, het heeft een samenstelling die sterk lijkt op zirkonium. In feite wordt de extractie ermee gedaan, omdat het aanwezig is in de mineralen en derivaten ervan. Hieronder leest u kort over de eigenschappen, kenmerken en toepassingen van Hafnium.
Wat is hafnium?
Het is een metaal met een aardse overvloed van 5,3 ppm, het wordt verkregen door reductie van tetrahalogenide met magnesium, dit proces wordt met bepaalde maatregelen uitgevoerd, omdat het met andere gassen kan worden gemengd. Het heeft een zilverachtig en glanzend uiterlijk, is doorgaans gesmolten rond de 2222°C en wordt doorgaans gebruikt voor de vervaardiging van kernreactoren.
Hafnium-symbool
Hf Het heeft atoomnummer 72 in de tabel en een atoomgewicht van 178,49. De naam komt van het Latijnse Hafnia , wat Kopenhagen betekent, de stad waar de ontdekking plaatsvond, door de chemicus D. Coster in samenwerking met J. Hevesy. Sindsdien weten we dat zirkonium nauw verwant is aan hafnium.
Kenmerken van hafnium
Een van de meest opvallende kenmerken van deze verbinding is het gehalte aan explosieve deeltjes die brand kunnen veroorzaken. Daarnaast zijn andere punten die het identificeren:
- Conditie : Het behoort tot de vaste, poederachtige textuur.
- Kleur : Het is glanzend zilvergrijs.
- Smaak en geur : Het mist smaak en heeft geen specifieke geur.
- Oplosbaarheid : Niet oplosbaar in water, lichaamschemicaliën of zoutoplossingen.
- Toxiciteit : Er is geen toxiciteitsniveau bekend.
- Reactiviteit : Er is een mogelijkheid tot reactie met boor, zuurstof, zwavel, silicium, stikstof en koolstof, op voorwaarde dat dit bij verhoogde temperaturen gebeurt.
- Structuur : Het is transparant, vergelijkbaar met een diamant.
- Samenstelling : 72 elektronen en hetzelfde aantal protonen.
Chemische en fysische eigenschappen van Hafnium
- Atoomnummer : 72
- Periode : 6
- Blok 😀
- Groep : 4
- Dichtheid : 13,1 kg/m³
- Kookpunt : 5400°C
- Smeltpunt : 2222°C
- Atoomstraal : 125 uur
- Gemiddelde straal : 155 uur
- Ionische straal (Å) : 0,81
- Elektronegativiteit : 1.3
- Oxidatietoestand : +4
- Oxide : Amfoteer
- Soortelijke warmte : 24,06 kJ/mol
- Covalente straal (Å) : 13:50 uur
- Elektronische configuratie : [Xe]4f 14 5d 2 6s 2
- Atoommassa (g/mol) : 178,49 u
- Elektronen per laag : 2, 8, 18, 32, 12, 2
- Kristalstructuur : zeshoekig
- Eerste ionisatiepotentiaal eV : 5,54 kJ/mol
- Thermische geleidbaarheid : 23 W/(m·K)
- Elektrische geleidbaarheid : 3,12 × 106 m-1 Ω-1
Oorsprong van Hafnium
Het werd in 1923 ontdekt door de in Hongarije geboren chemisch onderzoeker Dirk Coster, samen met George Von uit Hevesey in de stad Kopenhagen, Denemarken. Naast hen stond een bekende Noorse professional, die hielp bij het onderzoeken van de complexe scheiding van hafnium en zirkonium. Dit element komt voor in Zuid-Amerika en Australië. Er zijn reserves tot een miljoen ton.
Het werd aanvankelijk gebruikt voor het snijden van dik staal en het gebruik ervan breidde zich uit naar het maken van metalen constructies en constructies. Momenteel wordt deze procedure uitgevoerd met behulp van een plasmasnijder inclusief Hafnium-elektroden.
Waar wordt Hafnium voor gebruikt?
Het is een zeldzaam element en de toepassingen ervan zijn zeer specifiek, voor fusies met wolfraam in elektroden en filamenten. Op dezelfde manier wordt het gebruikt voor de ontwikkeling van regelstaven voor kernreactoren. Het nucleaire gebruik ervan is te danken aan het neutronenabsorptievermogen en de weerstand tegen corrosie. Op dezelfde manier wordt het gebruikt door bedrijven als Intel en IBM om transistors voor processors te maken.
Het wordt ook gebruikt voor de productie van kernonderzeeërs en gaslampen. Elimineer de aanwezigheid van stikstof en zuurstof in lege kanalen en ligamenten met onder meer ijzer, niobium, titanium en andere metaalhoudende mineralen.
Hoe wordt hafnium verkregen?
Het wordt altijd aangetroffen bij zirkonium, wat aangeeft dat het niet zelfstandig binnen het systeem voorkomt. Hafnium wordt ondergedompeld tussen de elementen Zirkoon en zijn derivaten met een concentratie van 1% tot 5%. Het scheidingsproces levert grote moeilijkheden op omdat beide vrijwel identieke chemische eigenschappen hebben. Om dit metalloïde te verkrijgen moet een zirkoniumzuiveringsproces worden uitgevoerd door reductie van hafniumtetrachloride met behulp van natrium of magnesium.
Voorzichtigheid bij het gebruik van Hafnium
Telkens wanneer dit element wordt gehanteerd, is het essentieel om voorzichtig te zijn, omdat het, nadat het een scheidingsproces van andere verbindingen heeft ondergaan, pyrofoor wordt, wat wijst op de mogelijkheid van zelfontbranding. Als Hafnium echter niet met de juiste maatregelen wordt gebruikt, kan het lichte irritatie van de slijmvliezen, ogen en huid veroorzaken. Tot nu toe zijn er echter geen chronische gevolgen voor het lichaam vastgesteld als gevolg van de blootstelling.
Concluderend is het gebruik van dit metalloïde essentieel voor de vervaardiging van veel nucleaire elementen, vanwege de filtratie van protonen en de mechanische toepassingen die Hafnium heeft, ideaal voor de ontwikkeling van verschillende projecten.